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Schaltungsanordnung zum Prüfen von digital arbeitenden Baugruppen
mit Hilfe einer Rinärbitmusterquelle.
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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Prüfen von digital
arbeitenden Baugruppen mit Hilfe einer Binärbitmusterquelle, die in einer Vielzahl
von Schritten an die Eingänge dieser Baugruppen mit einer hohen Frequenz - von beispielsweise
1,5 MHz - das Binärbitmuster wechselt, deren Auswirkung ein Auswerter an den Ausgängen
beobachtet und ein Vergleicher mit den Scllwerten vergleicht.
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Schaltungsanordnungen dieser Ärt sind schon allgemein bekannt.
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So sieht beispielsweise das Prüfgerät nach der deutschen Cffenlegungsschrift
2 121 330 votr, daß die zu prüfende Baugruppe, auf der eine Vielzahl von iogischen
Schaltungen angeordnet ist, mit allen denkbaren 2n Kodekombinationen geprüft wird,
die von einer Binärbitmusterquelle erzeugt werden. n ist dabei die Zahl der Singänge
der Baugruppe. Für eine solche Prüfung ist eine Prüfzeit von t = ##1 kunden erforderlich,
für eine Baugruppe mit n = 40 f 1 sek Eingängen und einer Prüffreauenz von f = 1?5
WEIz also ca 172 Stunden.
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Zur Verringerung der Prüfzeit ist es möglich, nur solche Prüfmuster
(Binärbitkombinationen) zu verwenden, die im pra'-tischen Einsatz der jeweiligen
Baugruppe auch üblich sind.
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Das hätte aber den Nachteil, daß vr$hiedene Fehler, die sich nur in
anderer Kombination des Prüfmusters auswirken, nicht entdeckt werden. Trotz Prüfung
könnte deshalb für diese Baugruppe keine absolute Fehlerfreiheit bescheinigt werden.
Außerdem müßte die Binärbitkombination für jeden Typ von Baugruppen
in
langwierigen Untersuchungen erst individuell erstellt werden, wobei zunächst erst
zu ermitteln wäre, welche Kombinationen im praktischen Einsatz überhaupt vorkommen.
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Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, ein Prüfgerät aufzuzeigen,
das die Baugruppen mit möglichst allen Binärbitmusterkombinationen prüft, aber Pseudokombinationen
elementarer Funktionsteile ausspart, wodurch Prüfredundanzverringert und eine geringere
Zeit zum Prüfen benötigt wird.
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Gelöst wird diese Aufgabe mit der Erfindung dadurch, daß einem Pulsgenerator
für die Binärbitmustererzeugung mindestens zwei Zähler zugeordnet sind, und daß
die Ausgänge der Zählstufen des ersten Zählers zu einem ersten Einsteller geführt
sind, der bei Erreichen einer bestimmten zuvor eingestellten Zählstufe des ersten
Zählers die Fortschaltung des zweiten usw. Zählers freigibt.
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Dadurch, daß zum Erzeugen des Prüfmusters zumindeit-zwei Zähler eingesetzt
werden, die auch teilweise parallel arbeiten können, benötigt man zum Prüfen eine
viel geringere Zeitdauer. Je höher die Anzahl der Eingänge ist, umso stärker wächst
der Prüfzeit-Bedarf, ein Abspalten weniger Eingänge zum Prüfen mit einem zweien
Zähler wirkt sich folglich auch schon ganz wesentlich aus. So werden z.B. zum Prüfen
eines einfachen NAND-Gatters mit n Eingängen n+1 Prüfschritte und nicht 2n Prüfbits
benötigt. Ein solches Prüfen ist beipraktisch allen Baugruppen möglich, weil jede
Baugruppe nicht nur Teile enthält, die zu einer einzigen logischen Schaltung zusammengefaßt
sind, sondern auch solche, die davon mehr oder weniger unabhängig sind. Außerdem
sind meistens einzelne Eingänge zu logischen Schaltungen vorhanden, die ohne die
Prüfung zu beeinträchtigen, gesondert beschaltet
werden können.
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Der erste Einsteller sorgt dafür, daß die weiteren Zähler erst eingeschaltet
werden, wenn die von ihnen angelegten logischen Potentiale das Prüfen der übrigen
Teile der Baugruppe nicht stören können oder wenn sie für deren Prüfen sinnvoll
sind.
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Dieser Einsteller ist mit einem für jede Baugruppe besonders auswählbaren
Schritt des ersten Zählers verbunden, so daß das Binärbitmuster des ersten Zählers
für alle Baugruppen unverändert beibehalten wird und nur höchstens das Prüfmuster
der weiteren Zähler, die in der Regel weniger Stufen enthalten, an die jeweilige
Baugruppe angepaßt werden muß.
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Gemäß einer weiteren Ausbildung ir Erfindung sind die weiteren Zähler
so gewählt, daß sie als Linearzähler gut mit dem ersten Zähler, dem Binärzähler,
zusammenarbeiten können. Dafür haben sie mehr Möglichkeiten durch die Ausstattung
mit zwei statischen Ausgängen je Stufe mit zwei zueinander komplementären Spannungspegeln.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die weiteren
Zähler, die Linearzähler, eigene Einsteller besitzen, die die Anzahl der von diesen
Zählern auszuführenden Schritte begrenzen. Auf diese Weise kann ein derartiger Zähler
auch zur Beendigung des Prüfvcrganges verwendet werden, wenn der letzte, der einstellbare
Schritt die Stillsetzung der Binärbitmustererzeugung am Ende der Prüfung veranlaßt.
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Dadurch ist sichergestellt, daß die Prüfung zum ehestmöglichen Zeitpunkt
beendet wird und nicht alle Schritte des ersten und aller weiterer Zähler durchlaufen
werden müssen, so daß auch auf diese Weise eine Zeitersparnis erreicht wird.
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Ein Beispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
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Alle nicht zur Erfindung gehörenden Einzelheiten, die schon allgemein
bekannt sind, sind hier nicht gezeigt. Ebenfalls
ist auch nicht
erläutert, wie ein Binärbitmuster zur Ansteuerung der Eingänge der Baugruppe in
allen möglichen Kombinationen aufgebaut ist.
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Ein Generator G erzeugt fortlaufend die Taktfrequenz von-beispielsweise
1,5 MHz. Dieser Taktgenerator kann im Prügerät eingebaut sein, er kann aber auch
außerhalb des Gerätes liegen, so daß das Gerät nur eine entsprechende Eingangsbuchse
besitzt.
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Die so erzeugten Takte erreichen zuerst eine Taktsteuerung T.
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Diese Taktstëuerung ermöglicht von Beginn der Meßung an den Zutritt
der Takte zu den nachfolgenden Zählern und beendet diese Taktzuführung, wenn ein
Fehler festgestellt worden ist oder nach Beendigung der Prüfung.
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Zur Erzeugung des Prüfmusters gelangen diese Takte zu einem ersten
Zähler B, der für dieses Beispiel ein 32-stufiger Binärzähler sein soll. Er besteht
in jeder Stufe aus einem Flip-Flop, von dem ein statischer Ausgang herausgeführt
ist.
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Der an diesen Ausgängen auftretende Spannungspegel ist in bekannter
Weise zur Erzeugung des Binärbitmusters in jedem Schritt mit einem oder mit mehrern
Eingängen der zu prüfenden Baugruppe verbunden. Mit dem genannten Binärzähler alleine
können also Baugruppen mit bis zu 32 Eingängen geprüft werden, falls kein weiterer
Zähler angeschaltet wird.
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Besitzt die Baugruppe mehr als 32 Eingänge oder soll die Prüfzeit
verkürzt werden, so ist noch ein Linearzähler B vorzusehen.
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Das kann beispielsweise ein Schieberegister sein, das, genauso, wie
der Binärzähler B, aus einem Flip-Flop je Zählstufe besteht.
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Aus diesem Zähler sind jedoch zweckmäßigerweise beide statischen Ausgänge
1 und 0 herausgeführt, so daß für den Prüfvorgang je
Zählstufe komplementäre
Spannungspegel Q und Q zur Verfügung stehen.
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Angeschaltet wird dieser Linearzähler L an den Binärzähler B mit Hilfe
eines Einstellers El. Dieser Einsteller hat eine Vielzahl von Eingängen, die mit
einer Anzahl von Ausgängen des Binärzählers B verbunden sind. Das Beispiel der Erfindung
sieht einen zehnstelligen Linearzähler L vor, der wahlweise je nach Einstellung
des Drehschalters im Einsteller El an einen der Ausgänge 20 bis 31 des Binärzählers
B gelegt werden kann. Entsprechend der so eingestellten Binärstelle wird der Linearzähler
L jeweils um einen Schritt weitergeschaltet, sobald der Binärzähler B bei seinen
Durchläufen diese Zählstufe erreicht.
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Bei einer anderen Beschaltung des Eins tellers El sind auch andere
Anschaltemöglichkeiten des Linearzählers L gegeben. So könnte beispielsweise der
Binärzähler B bei einem einzigen Durchlauf den linearzähler L takt synchron zusammen
mit dem Binärzähler B oder beim Erreichen mehrerer voreinstellbarer Schritte des
Binärzählers B weiterschalten.
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Falls es die zu prüfenden Baugruppen gestatten, können auch weitere
Linearzähler L eingesetzt werden, die von dem gleichen Einsteller El oder von anderen
gleichen oder ähnlichen Einstellern fortgeschaltet werden. In jedem dieser Fälle
kann von der Erfindung mit großem Nutzen Gebrauch gemacht werden.
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In diesem Beispiel ist jede der spannungsführenden statischen Ausgänge
1 des Linearzählers L zu einem zweiten Einsteller E2 geführt. Mit Hilfe eines dort
eingebauten Drehschalters kann dieser Einsteller den Spannungspegel Q eines ausgewählten
Zählschrittes zur Taktsteuerung T leiten und dort durch Auf-.
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trennen der Leitung vom Generator G unterbinden, daß die Zähler B
und L fortgeschaltet werden. Diese Stillsetzung ist am Ende
einer
Prüfung zweckmäßig.
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Falls auch bestimmte Ausgänge des Binärzählers.B mit Eingängen des
Einstellers E2 verbunden sind, kann die Prüfung.auch bei einer dieser Zählstufen
beendet oder unterbrochen werden.
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Die Takt steuerung T wird darüber hinaus von einem hier nicht dargestellten
Auswerter angesteuert, der anspricht, falls ein Fehler in der zu prüfenden Baugruppe
festgestellt worden ist.
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In diesem Fall wird in bekannter Weise ebenfalls der Prüfvorgang unterbrochen
und das Vorliegen des Fehlers angezeigt.
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Es sei nun angenommen, eine Baugruppe mit~5 Datensammelweichen mit
je 5 Eingängen und 5 Freigaben sowie 5 einzelne NAND-Schaltungen mit je 3 Eingängen
sei zu prüfen. Diese Baugruppe besitzt also 5 x 5 + 5 + 2 x 5 = 40 Eingänge.
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Die 25 Xicheneingänge werden an den Binärzähler B an Stufe 0 bis 24,
die zugehörigen 5 Freigaben an den Linearzähler geschaltet.
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Die Einzelgatter werden auf den Binärzähler B und Linearzähler L so
verteilt, daß je ein Eingang, also 5 Eingänge, vom Linearzähler L, die restlichen
5 vom Binärzähler B mit den Stufen 25 bis 29, mit dem Spannungspegel Q angesteuert
werden. Da vom Linearzähler L beide Potentiale Q und 5 einer Zahlstelle belegbar
sind, können die 5 bereits durch die Freigaben belegten Stellen des Linearzählers
L noch für die Prüfung der Einzelgatter verwendet werden.
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Man erhält somit eine Prüfanordnung, in der 5 x 5 + 5 = 30 Eingänge
nur 30 Stellen des Binärzählers B und 2 x 5 = 10 Eingänge nur 5 Stellen des Linearzählers
L belegen.
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In dieser Beschaltung der Zähler läuft der Binär zähler B fünfmal
durch und jedes Mal, wenn er die Zählstufe 24 erreicht, wird der ilinearzähler L
um eine Zählstufe weitergeschaltet.
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Nach der fünften Stelle des Linearzählers L ist die Prüfung beendet
und über den Einsteller E2 wird die Taktsteuerung bei fehlerfreier Baugruppe abgetrennt.
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Es kann aber auch der Linearzähler, wie schon beschrieben, gleichzeitig
mit dem Binärzähler fortgeschaltet werden. In diesem Pall wird der Abgriff am Binärzähler
3 auf die 28.Stelle (227)gelegt, und die 5 erforderlichen Fortschaltetakte für den
Linearzähler L werden gleichzeitig mit dem Weiterlauf des Binärzählers B von der
28. bis zur 30.Stelle bei binärer Zählung gegeben. Daraus ergibt sich eine Prüfdurchlaufzeit
im zuletzt genannten Fall von etwa 15 Minuten.
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Bei jedem rüf schritt, bei dem das Binärmuster mit der Frequenz von
1,5 MHz wechselt, werden von dem nicht dargestellten Auswerter die logischen Potentialverhältnisse
an den Ausgängen der zu prüfenden Bagruppe beobachtet. Ein gleichfalls nicht dargestellter
Vergleicher vergleicht diese Potentiale mit den Potentialen an den Ausgängen eines
mit gleichen Potentialen an den Eingängen geschalteten Muster-Baugruppe, die garantiert
keine Fehler enthält. Dieser Sollwert kann aber auch anstelle der Muster-Baugruppe
einem Bandspeicher oder einer anderen Speichereinrichtung entnommen werden, die
die Sollwerte für den Vergleich enthält.
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Falls ein Ist-Wert mit einem Soll-Wert nicht übereinstimmt, wird,
wie schon beschrieben, die Fortschal2-ung des Binärmusters angehalten und der Fehler
in bekannter Weise gemeldet.